[实用新型]双曲柄摇块机构的船用液压舵机

说明书

本实用新型涉及一种以活塞式油缸为执行件，采用其作曲柄摇块机构的摇块，来推动舵轴转动的船用液压舵机。

一般的船用液压舵机，在用活塞式油缸作为执行件时，其所推动的双曲柄的轴线之间的夹角为小于180°的钝角，这样就造成了活塞杆与所推动的曲柄的夹角在极限位置不能达到90°或一个极限位置能达到90°则另一极限位置夹角极小甚至到死点，即：舵角在两极限位置需要力矩最大的时候，却不能获得最大的驱动力矩。为了满足舵机的力矩要求，只能盲目的增大液压系统的工作压力，既未充分利用机构的潜能，又浪费能源，增大了液压系统的负载，增多了故障的可能性。

另外，目前船用液压舵机所采用的液压系统，大多采用板式阀加专用转阀或叠加阀加板式阀加转向器，为小规模集成。因此，元件分散，结构庞大，连接点多，操纵监控不便，调整维护费事，漏油及其它故障不易解决。

本实用新型的设计，就是针对上述缺点而进行的。本设计提供了一种方案，既利用活塞式油缸为执行件、又能使驱动力矩在正反两个转向上随舵角增大而增大，而且，舵角最大时驱动力矩也最大。还利用市场可购的通用液压元件组成功能优良、结构紧凑、操作方便的液压系统。

本实用新型的方案如下：

该双曲柄摇块机构的船用液压舵机由可摇摆的活塞式油缸推舵装置、叠加阀组、操纵台、油泵机组、油箱、粗滤油器和精滤油器以及其它附属装置组成。

双曲柄摇块机构的特征是采用二个可摇摆的活塞式油缸为摇块，耳环端活塞杆分别推动联接着舵轴的双曲柄。此双曲柄可联接一个舵轴，用连杆联接双曲柄与另一舵轴上的单曲柄，使其连动；也可做成两个单曲柄分别联接两个舵轴，单曲柄分别用一个油缸推动，单曲柄之间用连杆联接而连动。双曲柄间的夹角为360°－（2×舵角范围），任一油缸的活塞杆缩回到缸内的极限位置时，活塞杆轴线须垂直于与之相配的处于极端位置的曲柄的轴线。

这样，舵轴在任一极限位置时，推动舵轴的二油缸就会处于：一个油缸头腔进油，推力大，且其活塞杆轴线与所配的曲柄轴线垂直，另一油缸杆腔进油，推力小，且活塞杆轴线与所配曲柄轴线夹角小；在其它非极限位置时，二油缸活塞杆轴线与所配曲柄轴线夹角都较小。因此，二油缸对舵轴合力矩，最后的总合结果必然是在二极端位置时最大，舵角越小，驱动合力矩越小。而这样的特性正适合船舵的工作特性要求。

该机的液压控制系统主要由叠加阀组组成，包括旋钮三位四通阀、双向液压锁、双向顺序阀、溢流阀，叠加阀组极为紧凑，安装在操纵台内。其余勿须调整工作参数的单向阀、截止阀，采用管式阀串接在管路中。这样，在操纵台上，除操舵外，还可控制液压系统的各个工作参数，勿须下到机舱，十分方便。

另外，采用旋钮三位四通阀作为操舵阀，直接将舵轮联接旋钮，可靠而且省事；因藉助阀的滚珠螺旋来控制阀芯运动，摩擦阻尼小，操作轻便，操舵换向时，流量、压力变化平滑，液压冲击小，不易造成液压故障和机械损伤。

图1是本实用新型结构示意图。下面就图示说明工作原理。

双曲柄摇块机构的船用液压舵机由可摇摆的活塞式油缸1、双曲柄2、舵轴3、叠加阀组4、油泵5、油箱6、组成。

二个可摇摆的活塞式油缸1摇摆支点11（铰轴或者耳环）通过支座，安装在船甲板上；其活塞杆12端头的耳环与双曲柄2铰接；双曲柄2之间的夹角是360°－（2×舵角范围），双曲柄2与油缸1之间的位置关系，应当是：任一油缸的活塞杆12缩回到缸内的极限位置时，活塞杆12轴线垂直于相配的曲柄2的轴线。这样组成一双曲柄摇块机构。

叠加阀组又包括有：旋钮三位四通阀7、双向液压锁8、双向顺序阀9、插入式溢流阀10。

油泵5在主机或辅机或电动机带动下转动，从油箱经粗滤器吸油，在溢流阀10整定的工作压力下，向系统供油。进入叠加阀组4的油液，经旋钮三位四通阀7流向油缸1，当转动旋钮三位四通阀7的旋钮，即可对油液换向，从而操纵二油缸之活塞杆交替伸缩，通过双曲柄摇块机构的作用，推动舵轴转动，实现船舶操舵动作。

双向液压锁8的作用是：在旋钮三位四通阀7处于中位时，锁定舵轴。

双向顺序阀9的作用是：（1）当回油路上的精滤器10堵塞或其它原因造成回油路阻尼增大，压力超过其预先整定的值时，接通油缸的进出油口，使液压操舵能得以继续维持一段短时间；（2）舵叶处于中位锁定，舵叶遇到意外障碍阻力时，为保护舵叶而滑过障碍，使油缸进出油腔连通，舵叶得以避让，亦同时保护液压系统。

旋钮三位四通阀7本身带有操作旋钮，用舵轮联接旋钮，即可按习惯操作动作掌舵。由于舵轮的旋转动作，通过阀内滚珠螺旋实现阀芯移动，是平滑过渡的，因此，操作冲击小，液压及机械动作都比较平稳。